2019-2020年新課標人教版3-5選修三16.1《探究碰撞中的不變量》WORD教案3.doc

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2019-2020年新課標人教版3-5選修三16.1《探究碰撞中的不變量》WORD教案3 設計教師：李 紅 班級： 姓名： 評價： 16.1 探究碰撞中的不變量 【實驗目的】1、明確探究碰撞中的不變量的基本思路2、探究一維碰撞中的不變量 【實驗原理】1、碰撞中的特殊情況——一維碰撞。 方案一：利用氣墊導軌實現(xiàn)一維碰撞 （1）質量的測量：用天平測量。 （2）速度的測量：，△x式中為滑塊（擋光片）的寬度，t為數字計時器顯示的滑塊（擋光片）經過光電門的時間。 （3）各種碰撞情景的實現(xiàn)：利用彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥設計各種類型的碰撞，利用滑塊上加重物的方法改變碰撞物體的質量。 方案二：利用等長懸線懸掛等大小球實現(xiàn)一維碰撞 （1）質量的測量：用天平測量。 （2）速度的測量：可以測量小球被拉起的角度，從而算出碰撞前對應小球的速度，測量碰撞后小球擺起的角度，算出碰撞后對應小球的速度。 （3）不同碰撞情況的實現(xiàn)：用貼布的方法增大兩球碰撞時的能量損失。 方案三：利用小車在光滑桌面上碰撞另一靜止小車實現(xiàn)一維碰撞 （1）質量的測量：用天平測量。 （2）速度的測量：，是紙帶上兩計數點間的距離，可用刻度尺度測量。為小車經過所用的時間，可由打點間隔算出。 2、追尋不變量 碰撞前后哪個物理量可能是不變的？大致有以下幾種可能供同學們去研究。 （1） （2） （3） 也許還有…… 探究以上各關系是否成立，關鍵是準確測量碰撞前后的速度、、、。 【實驗器材】 方案一：氣墊導軌、光電計時器、天平、滑塊（兩個）、彈簧片、細繩、彈性碰撞架、膠布、撞針、橡皮泥。 方案二：帶細線的擺球（兩套）、鐵架臺、天平、量角器、坐標紙、膠布等。 方案三：光滑長木板、打點計時器、紙帶、小車（兩個）、天平、撞針、橡皮泥。 襄樊市致遠中學教學學案——物理 設計教師：李 紅 班級： 姓名： 評價： 16.1 探究碰撞中的不變量 【實驗過程】 一、實驗步驟 不論采用哪種方案，實驗過程均可按實驗方案合理安排，參考步驟如下： 1、用天平測相關質量。 2、安裝實驗裝置。 3、使物體發(fā)生碰撞。 4、測量或讀出相關物理量, 計算有關速度。 5、改變碰撞條件，重復步驟3、4。 6、進行數據處理, 通過分析比較，找出碰撞中的守恒量。 7、整理器材，結束實驗。 碰撞前 碰撞后 質量 速度 二、數據處理 為了探究碰撞中的不變量，將實驗中測得的物理量填入如下表格 經過驗證后可知，在誤差允許的范圍內，碰撞前后不變的量是物體的質量與速度的乘積，即 【誤差分析】 1、碰撞是否為一維碰撞，是產生誤差的一個原因，設計實驗方案時應保證碰撞為一維碰撞。 2、碰撞中是否受其他力（例如摩擦力）影響是帶來誤差的又一個原因，實驗中要合理控制實驗條件，避免除碰撞時相互作用力外的其他力影響物體速度。 【注意事項】 1、保證兩物體發(fā)生的是一維碰撞， 即兩個物體碰撞前沿同一直線運動。碰撞后仍沿同一直線運動。 2、若利用氣墊導軌進行實驗，調整氣墊導軌時注意利用水平儀確保導軌水平。 3、若利用擺球進行實驗，兩小球靜放時球心應在同一水平線上，且剛好接觸，擺線豎直，將小球拉起后，兩條擺線應在同一豎直面內。 4、碰撞有很多情形。我們尋找的不變量必須在各種碰撞情況下都不改變，才符合要求。 襄樊市致遠中學拓展學案——物理 設計教師：李 紅 班級： 姓名： 評價： 16.1 探究碰撞中的不變量 （ ）1、在利用打點計時器探究碰撞中的不變時的實驗中，需要的測量工具有 A、彈簧測力計 B、毫米刻度尺 C、天平 D、螺旋測微器 （ ）2、在利用氣墊導軌探究碰撞中的不變量的實驗中，哪些因素可導致實驗誤差 A、導軌安放不水平 B、小車上的擋光板傾斜 C、兩小車質量不相等 D、兩小車碰后連在一起 （ ）3、在利用懸線懸掛等大小球探究碰撞中的不變量的實驗中，下列說法正確的是 A、懸掛兩球的細繩長度要適當，且等長 B、由靜止釋放小球以便較準確地計算小球碰前的速度 C、兩小球必須是剛性的，且質量相同 D、兩小球碰后可粘在一起共同運動 4、如圖（a）所示，在水平光滑軌道上停著甲、乙兩輛實驗小車，甲車系著一條穿過打點計時器的紙帶，當甲車以某一速度向乙運動時，并隨即啟動打點計時器，甲車運動一段距離后，與靜止的乙車發(fā)生正碰并粘在一起運動，紙帶上記錄下碰撞前和碰撞后兩車的運動情況如圖（b）所示，電源頻率為50Hz，則碰前甲車速度大小 m/s，碰后的共同速度大小 m/s。 5、“探究碰撞中的不變量”的實驗中，入射小球m1=15g,原來靜止的被碰小球的質量為10g，由實驗測得它們在碰撞前后的x-t圖象如圖所示，可知入射小球碰前m1v1是 ，入射不球碰后 ，由此得出結論 。 6、某同學設計了一個用打點計時器探索碰撞中不變量的實驗：在小車A前端裝有橡皮泥，推動小車A使之勻速運動，然后與原來靜止在前方的小車B相碰并粘合成一體，繼續(xù)做勻速運動。他設計的裝置如下圖所示，在小車A的后面連著紙帶，電磁打點計時器電源頻率為50Hz，長木板的一端下墊著小木片用以平衡摩擦力。 （1）若已得到打點紙帶如下圖所示并測得各計數點間距標在圖上，A為運動起始的第一個點，則應選 段來計算小車A碰前速度，應選 段來計算A和B碰后的共同速度。 （2）已測得小車A的質量為m1=0.40kg，小車B的質量為m2=0.20kg，由以上測量可得： 碰前兩車質量與速度乘積之和為 kgm/s 碰后兩車質量與速度乘積之和為 kgm/s (3)結論 。